(57)【要約】【課題】画像のエッジ部分を容易に抽出し、画像のコントラストと画像の均一化とを向上させることができ画像品質を向上する。【解決手段】Ｘ線検出アレイにて生成される投影データに基づいて撮影領域の原画像を原画像生成部４１により生成し、原画像生成部４１により生成される原画像におけるエッジ部分をエッジ抽出部４２により抽出する。そして、画素識別部４３によって、原画像においてエッジ部分を第１画素として識別し、エッジ部分以外を第２画素として識別する。そして、第１補正部４４によって、第２画素に対して平滑化処理をして補正し第１補正画像を生成する。【選択図】図６
2005168726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の撮影領域に放射線を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され前記撮影領域を透過する前記放射線を検出し投影データを生成する放射線検出手段と、
前記放射線検出手段にて生成される投影データに基づいて前記被検体の撮影領域の原画像を生成する原画像生成手段と、
前記原画像生成手段により生成される原画像におけるエッジ部分を抽出するエッジ抽出手段と、
前記原画像において前記エッジ抽出手段により抽出される前記エッジ部分を第１画素として識別し、前記エッジ部分以外を第２画素として識別する識別手段と、
前記識別手段により識別される第２画素に対して平滑化処理をして補正し第１補正画像を生成する第１補正手段と
を有する
放射線断層撮影装置。
【請求項２】
前記原画像において前記識別手段が識別する第１画素の周囲に位置する第３画素について画素値の標準偏差と平均値とを算出し、前記算出された第３画素の標準偏差と平均値とに基づいて前記第１画素を補正して第２補正画像を生成する第２補正手段
を有する
請求項１に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項３】
前記第２補正画像と前記原画像とにおいて互いが対応する画素の画素値の差分値を算出し、前記算出された差分値に基づいて前記第２補正画像を補正して第３補正画像を生成する第３補正手段
を有する請求項２に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項４】
前記エッジ抽出手段は、
前記原画像の所定画素の画素値と、前記所定画素の周囲に位置する画素の画素値とに基づいて、前記所定画素がエッジ部分か否かを判定して前記エッジ部分を抽出する
請求項１から３のいずれかに記載の放射線断層撮影装置。
【請求項５】
前記エッジ抽出手段は、
前記原画像において所定画素を含み前記所定画素を中心にして所定方向に伸びる第１領域と、前記第１領域を軸とする一方の側に位置する第２領域と、前記第１領域を軸とする他方の側に位置する第３領域とに前記原画像の画素領域を分割する分割手段と、
前記第１領域と前記第２領域とにおける画素の画素値の平均値である第１画素平均値と、前記第３領域における画素の画素値の平均値である第２画素平均値とを算出する平均値算出手段と、
前記第１画素平均値と前記第２画素平均値との差分の絶対値の対数値である第１対数値と、前記第１画素平均値の絶対値の対数値である第２対数値とを算出し、前記第１対数値が前記第２対数値に対する割合を算出する割合算出手段と、
前記分割手段が前記第１領域を分割する際において、前記所定画素を中心とする前記所定方向が前記所定画素の周囲の画素に対応する方向になるように順次移動させ、前記第１領域の分割時に順次移動する所定方向に対応するように、前記分割手段と前記平均値算出手段と前記割合算出手段とを制御する制御手段と
を有しており、
前記第１領域の分割時に前記制御手段が順次移動させる前記所定方向のそれぞれに対応するように前記割合算出手段が算出する前記割合に基づいて、前記所定画素がエッジ部分か否かを判定し前記エッジ部分を抽出する
請求項４に記載の放射線断層撮影装置。
【請求項６】
前記照射手段は、前記放射線としてＸ線を照射する
請求項１から５のいずれかに記載の放射線断層撮影装置。
【請求項７】
被検体の撮影領域に照射され前記被検体を透過する放射線によって得られる投影データに基づいて前記撮影領域の断層を撮影する放射線断層撮影方法であって、
前記投影データに基づいて前記被検体の撮影領域の原画像を生成する第１ステップと、
前記生成される原画像におけるエッジ部分を抽出する第２ステップと、
前記原画像において前記抽出されるエッジ部分を第１画素として識別し、前記エッジ部分以外を第２画素として識別する第３ステップと、
前記識別される第２画素に対して平滑化処理をして補正し第１補正画像を生成する第４ステップと
を有する
放射線断層撮影方法。
【請求項８】
前記識別する第１画素の周囲に位置する第３画素について画素値の標準偏差と平均値とを算出し、前記算出された第３画素の標準偏差と平均値とに基づいて前記第１画素を補正して第２補正画像を生成する第５ステップ
を有する
請求項７に記載の放射線断層撮影方法。
【請求項９】
前記第２補正画像と前記原画像とにおいて互いが対応する画素の画素値の差分値を算出し、前記算出された差分値に基づいて前記第２補正画像を補正して第３補正画像を生成する第６ステップ
を有する請求項８に記載の放射線断層撮影方法。
【請求項１０】
前記第２ステップにおいては、
前記原画像の所定画素の画素値と、前記所定画素の周囲に位置する画素の画素値とに基づいて、前記所定画素がエッジ部分か否かを判定して前記エッジ部分を抽出する
請求項７から９のいずれかに記載の放射線断層撮影方法。
【請求項１１】
前記第２ステップにおいては、
前記原画像において所定画素を含み前記所定画素を中心にして所定方向に伸びる第１領域と、前記第１領域を軸とする一方の側に位置する第２領域と、前記第１領域を軸とする他方の側に位置する第３領域とに前記原画像の画素領域を分割する第７ステップと、
前記第１領域と前記第２領域とにおける画素の画素値の平均値である第１画素平均値と、前記第３領域における画素の画素値の平均値である第２画素平均値とを算出する第８ステップと、
前記第１画素平均値と前記第２画素平均値との差分の絶対値の対数値である第１対数値と、前記第１画素平均値の絶対値の対数値である第２対数値とを算出し、前記第１対数値が前記第２対数値に対する割合を算出する第９ステップと、
を有しており、
前記第７ステップにて前記第１領域を分割する際に、前記所定画素を中心とする前記所定方向が前記所定画素の周囲の画素に対応する方向になるように順次移動させ、前記第１領域の分割時に順次移動する所定方向に対応するように、前記第７ステップと前記第８ステップと前記第９ステップにおいて制御し、
前記第１領域の分割時に順次移動させる所定方向のそれぞれに対応するように前記第８ステップにおいて算出する前記割合に基づいて、前記所定画素がエッジ部分か否かを判定し前記エッジ部分を抽出する
請求項１０に記載の放射線断層撮影方法。
【請求項１２】
前記放射線としてＸ線を照射する
請求項７から１１のいずれかに記載の放射線断層撮影方法。
【請求項１３】
原画像におけるエッジ部分を抽出するエッジ抽出手段と、
前記原画像において前記エッジ抽出手段により抽出される前記エッジ部分を第１画素として識別し、前記エッジ部分以外を第２画素として識別する識別手段と、
前記識別手段により識別される第２画素に対して平滑化処理をして補正し第１補正画像を生成する第１補正手段と
を有する
画像処理装置。
【請求項１４】
前記識別手段が識別する第１画素の周囲に位置する第３画素について画素値の標準偏差と平均値とを算出し、前記算出された第３画素の標準偏差と平均値とに基づいて前記第１画素を補正し第２補正画像を生成する第２補正手段
を有する
請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記第２補正画像と前記原画像とにおいて互いが対応する画素の画素値の差分値を算出し、前記算出された差分値に基づいて前記第２補正画像を補正して第３補正画像を生成する第３補正手段
を有する請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記エッジ抽出手段は、
前記原画像の所定画素の画素値と、前記所定画素の周囲に位置する画素の画素値とに基づいて、前記所定画素がエッジ部分か否かを判定して前記エッジ部分を抽出する
請求項１３から１５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記エッジ抽出手段は、
前記原画像において所定画素を含み前記所定画素を中心にして所定方向に伸びる第１領域と、前記第１領域を軸とする一方の側に位置する第２領域と、前記第１領域を軸とする他方の側に位置する第３領域とに前記原画像の画素領域を分割する分割手段と、
前記第１領域と前記第２領域とにおける画素の画素値の平均値である第１画素平均値と、前記第３領域における画素の画素値の平均値である第２画素平均値とを算出する平均値算出手段と、
前記第１画素平均値と前記第２画素平均値との差分の絶対値の対数値である第１対数値と、前記第１画素平均値の絶対値の対数値である第２対数値とを算出し、前記第１対数値が前記第２対数値に対する割合を算出する割合算出手段と、
前記分割手段が前記第１領域を分割する際において、前記所定画素を中心とする前記所定方向が前記所定画素の周囲の画素に対応する方向になるように順次移動させ、前記第１領域の分割時に順次移動する所定方向に対応するように、前記分割手段と前記平均値算出手段と前記割合算出手段とを制御する制御手段と
を有しており、
前記第１領域の分割時に前記制御手段が順次移動させる所定方向のそれぞれに対応するように前記割合算出手段が算出する前記割合に基づいて、前記所定画素がエッジ部分か否かを判定し前記エッジ部分を抽出する
請求項１６に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
原画像において所定画素を含み前記所定画素を中心にして所定方向に伸びる第１領域と、前記第１領域を軸とする一方の側に位置する第２領域と、前記第１領域を軸とする他方の側に位置する第３領域とに前記原画像の画素領域を分割する分割手段と、
前記第１領域と前記第２領域とにおける画素の画素値の平均値である第１画素平均値と、前記第３領域における画素の画素値の平均値である第２画素平均値とを算出する平均値算出手段と、
前記第１画素平均値と前記第２画素平均値との差分の絶対値の対数値である第１対数値と、前記第１画素平均値の絶対値の対数値である第２対数値とを算出し、前記第１対数値が前記第２対数値に対する割合を算出する割合算出手段と、
前記分割手段が前記第１領域を分割する際において、前記所定画素を中心とする前記所定方向が前記所定画素の周囲の画素に対応する方向になるように順次移動させ、前記第１領域の分割時に順次移動する所定方向に対応するように、前記分割手段と前記平均値算出手段と前記割合算出手段とを制御する制御手段と
を有し、
前記第１領域の分割時に前記制御手段が順次移動させる所定方向のそれぞれに対応するように前記割合算出手段が算出する前記割合に基づいて、前記所定画素がエッジ部分か否かを判定し前記エッジ部分を抽出する
エッジ抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線断層撮影装置、放射線断層撮影方法、画像処理装置、および、エッジ抽出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線断層撮影装置として、放射線であるＸ線を用いて被検体の断層面の画像を生成するＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が知られている。Ｘ線ＣＴ装置は、人体や物体などを被検体とし、医療用途や産業用途などの広範な用途で利用されている。
【０００３】
Ｘ線ＣＴ装置は、たとえば、Ｘ線管を用いて被検体の体軸方向を軸として被検体の周囲をスキャンし、複数のビュー（ｖｉｅｗ）方向から被検体にＸ線を照射する。このスキャン時においては、Ｘ線管から照射されたＸ線をコリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）により遮って、被検体の撮影領域に照射するようにＸ線を成形する。そして、コリメータを介して複数のビュー方向から被検体を透過するＸ線を、それぞれのビュー方向ごとにＸ線検出器アレイ（ａｒｒａｙ）で検出する。そして、検出したＸ線によってＸ線検出器アレイが生成する検出データに基づいて、被検体の撮影領域の断層画像を再構成して生成する。
【０００４】
ところで、放射線断層撮影装置においては、たとえば、被検体の断層画像の画像品質を向上させるために、さまざまな画像処理が実施されている（たとえば、特許文献１参照）。たとえば、従来においては、平滑化処理を行うことによって画像のノイズを低減させて画像を均一化し画像品質を向上させていた。また、たとえば、被検体の断層画像に対してエッジ強調処理を行うことによって画像のコントラストを向上させて、画像品質を向上させていた。
【特許文献１】特開２００２−１５３４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来において、断層画像に対してエッジ強調処理を行う場合、エッジ部分を強調する以外に、ノイズに対しても強調してしまう場合があり、画像を均一化できなかった。一方、従来において、断層画像に対して平滑化処理を行う場合、断層画像中のエッジ部分にも平滑化処理が施されるため、エッジ部分がぼかされてしまう場合があり、画像のコントラストが低下する場合があった。
【０００６】
このように、従来においては、画像のコントラストと画像の均一化とを所望に向上させることが困難であり、画像品質が十分でなかった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、画像のエッジ部分を容易に抽出し、画像のコントラストと画像の均一化とを向上させることができ、画像品質を向上できる放射線断層撮影装置、放射線断層撮影方法、画像処理装置、および、エッジ抽出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の放射線断層撮影装置は、被検体の撮影領域に放射線を照射する照射手段と、前記照射手段から照射され前記撮影領域を透過する前記放射線を検出し投影データを生成する放射線検出手段と、前記放射線検出手段にて生成される投影データに基づいて前記被検体の撮影領域の原画像を生成する原画像生成手段と、前記原画像生成手段により生成される原画像におけるエッジ部分を抽出するエッジ抽出手段と、前記原画像において前記エッジ抽出手段に抽出される前記エッジ部分を第１画素として識別し、前記エッジ部分以外を第２画素として識別する識別手段と、前記識別手段により識別される第２画素に対して平滑化処理をして補正し第１補正画像を生成する第１補正手段と
を有する。
【０００９】
本発明の放射線断層撮影装置によれば、被検体の撮影領域に放射線を照射手段により照射し、照射手段から照射され撮影領域を透過する放射線を放射線検出手段により検出し投影データを生成する。そして、放射線検出手段にて生成される投影データに基づいて被検体の撮影領域の原画像を原画像生成手段により生成し、原画像生成手段により生成される原画像におけるエッジ部分をエッジ抽出手段により抽出する。そして、識別手段によって、原画像においてエッジ抽出手段に抽出されるエッジ部分を第１画素として識別し、エッジ部分以外を第２画素として識別する。そして、第１補正手段を用いることによって、識別手段により識別される第２画素に対して平滑化処理をして補正し第１補正画像を生成する。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の放射線断層撮影方法は、被検体の撮影領域に照射され前記被検体を透過する放射線によって得られる投影データに基づいて前記撮影領域の断層を撮影する放射線断層撮影方法であって、前記投影データに基づいて前記被検体の撮影領域の原画像を生成する第１ステップと、前記生成される原画像におけるエッジ部分を抽出する第２ステップと、前記原画像において前記抽出されるエッジ部分を第１画素として識別し、前記エッジ部分以外を第２画素として識別する第３ステップと、前記識別される第２画素に対して平滑化処理をして補正し第１補正画像を生成する第４ステップとを有する。
【００１１】
本発明の放射線断層撮影方法によれば、第１ステップにおいては、被検体の撮影領域に照射され被検体を透過する放射線によって得られる投影データに基づいて、被検体の撮影領域の原画像を生成する。そして、第２ステップにおいては、その生成される原画像におけるエッジ部分を抽出する。そして、第３ステップにおいては、原画像にて抽出されるエッジ部分を第１画素として識別し、エッジ部分以外を第２画素として識別する。そして、第４ステップにおいては、その識別される第２画素に対して平滑化処理をして補正する。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の画像処理装置は、原画像におけるエッジ部分を抽出するエッジ抽出手段と、前記原画像において前記エッジ抽出手段に抽出される前記エッジ部分を第１画素として識別し、前記エッジ部分以外を第２画素として識別する識別手段と、前記識別手段により識別される第２画素に対して平滑化処理をして補正し第１補正画像を生成する第１補正手段とを有する。
【００１３】
本発明の画像処理装置によれば、原画像におけるエッジ部分をエッジ抽出手段により抽出する。そして、識別手段によって、原画像においてエッジ抽出手段に抽出されるエッジ部分を第１画素として識別し、エッジ部分以外を第２画素として識別する。そして、第１補正手段を用いることによって、識別手段により識別される第２画素に対して平滑化処理をして補正する。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明のエッジ抽出装置は、原画像において所定画素を含み前記所定画素を中心にして所定方向に伸びる第１領域と、前記第１領域を軸とする一方の側に位置する第２領域と、前記第１領域を軸とする他方の側に位置する第３領域とに前記原画像の画素領域を分割する分割手段と、前記第１領域と前記第２領域とにおける画素の画素値の平均値である第１画素平均値と、前記第３領域における画素の画素値の平均値である第２画素平均値とを算出する平均値算出手段と、前記第１画素平均値と前記第２画素平均値との差分の絶対値の対数値である第１対数値と、前記第１画素平均値の絶対値の対数値である第２対数値とを算出し、前記第１対数値が前記第２対数値に対する割合を算出する割合算出手段と、前記分割手段が前記第１領域を分割する際において、前記所定画素を中心とする前記所定方向が前記所定画素の周囲の画素に対応する方向になるように順次移動させ、前記第１領域の分割時に順次移動する所定方向に対応するように、前記分割手段と前記平均値算出手段と前記割合算出手段とを制御する制御手段とを有し、前記第１領域の分割時に前記制御手段が順次移動させる所定方向のそれぞれに対応するように前記割合算出手段が算出する前記割合に基づいて、前記所定画素がエッジ部分か否かを判定し前記エッジ部分を抽出する。
【００１５】
本発明のエッジ抽出装置によれば、原画像において所定画素を含み所定画素を中心にして所定方向に伸びる第１領域と、第１領域を軸とする一方の側に位置する第２領域と、第１領域を軸とする他方の側に位置する第３領域とに原画像の画素領域を分割手段により分割する。そして、第１領域と第２領域とにおける画素の画素値の平均値である第１画素平均値と、第３領域における画素の画素値の平均値である第２画素平均値とを平均値算出手段により算出する。そして、第１画素平均値と第２画素平均値との差分の絶対値の対数値である第１対数値と、第１画素平均値の絶対値の対数値である第２対数値とを算出し、第１対数値が第２対数値に対する割合を割合算出手段により算出する。そして、分割手段が第１領域を分割する際において、所定画素を中心とする所定方向が所定画素の周囲の画素に対応する方向になるように順次移動させ、第１領域の分割時に順次移動する所定方向に対応するように、分割手段と平均値算出手段と割合算出手段とを制御手段により制御する。そして、第１領域の分割時に制御手段が順次移動させる所定方向のそれぞれに対応するように割合算出手段が算出する割合に基づいて、所定画素がエッジ部分か否かを判定してエッジ部分を抽出する。
【発明の効果】
【００１６】
したがって、本発明によれば、画像のエッジ部分を容易に抽出し、画像のコントラストと画像の均一化とを向上させることができ、画像品質を向上できる放射線断層撮影装置、放射線断層撮影方法、画像処理装置、および、エッジ抽出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明にかかる実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
まず、本発明にかかる実施形態の放射線断層撮影装置の構成について説明する。図１は、本発明にかかる実施形態の放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置１の全体構成を示すブロック図である。また、図２は、本発明にかかる実施形態の放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置１の要部を示す構成図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、走査ガントリ２と操作コンソール３と撮影テーブル４とを有している。
【００２０】
走査ガントリ２は、Ｘ線管２０とＸ線管移動部２１とコリメータ２２とＸ線検出器アレイ２３とデータ収集部２４とＸ線コントローラ２５とコリメータコントローラ２６と回転部２７と回転コントローラ２８とを有している。ここで、Ｘ線管２０とＸ線検出器アレイ２３とは、Ｘ線照射空間２９を挟んで対向して配置されている。
【００２１】
なお、ここで、走査ガントリ２のうち、Ｘ線管２０は本発明に係る照射手段に相当し、Ｘ線検出器アレイ２３は本発明に係る放射線検出手段に相当する。
【００２２】
Ｘ線管２０は、Ｘ線コントローラ２５からの制御信号ＣＴＬ２５１に基づいて電圧が印加され、コリメータ２２を介して放射線としてのＸ線５を被検体６の撮影領域Ｒに照射する。
【００２３】
Ｘ線管移動部２１は、Ｘ線コントローラ２５からの制御信号ＣＴＬ２５２に基づいて、Ｘ線管２０の放射中心を、走査ガントリ２におけるＸ線照射空間２９内の撮影テーブル４に載置される被検体６の体軸方向（図１の紙面に直交する方向、および、図２のｚ方向）に移動させる。
【００２４】
コリメータ２２は、Ｘ線管２０とＸ線検出器アレイ２３との間に配置されており、コリメータコントローラ２６からの制御信号ＣＴＬ２６１に基づいて、Ｘ線管２０から放射されたＸ線５を、Ｘ線検出器アレイ２３のチャネル方向ｘと体軸方向ｚとのそれぞれにおいて遮り、チャネル方向ｘと体軸方向ｚとに所定幅を有するコーン状に成形して、Ｘ線５の照射範囲を調整する。ここで、Ｘ線５の照射範囲は、制御信号ＣＴＬ２６１に基づいてコリメータ２２のアパーチャ２２１の開度を調節することにより設定される。コリメータ２２のアパーチャ２２１の開度調節は、たとえば、チャネル方向ｘと体軸方向ｚとにそれぞれ設けられた２枚の板を独立して移動させることにより行われる。
【００２５】
Ｘ線検出器アレイ２３は、たとえば、８つのＸ線検出モジュール２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆ，２３Ｇ，２３Ｈを有しており、８つのＸ線検出モジュール２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆ，２３Ｇ，２３Ｈが、Ａ列からＨ列の順に体軸方向ｚに隣接して並列し配置されている。
【００２６】
図３は、本実施形態におけるＸ線検出器アレイ２３を構成する８つのＸ線検出モジュール２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆ，２３Ｇ，２３Ｈのうち、Ａ列のＸ線検出モジュール２３Ａを示す構成図である。図３に示すように、Ｘ線検出モジュール２３Ａは、Ｘ線を検出する検出素子２３ａがチャネル方向ｘと体軸方向ｚとにアレイ状に配列されている。２次元的に配列された複数の検出素子２３ａは、全体として、凹面状に湾曲したＸ線検出面を形成している。ここで、チャネル方向ｘには、たとえば、１０００個の検出素子２３ａが配列されており、体軸方向ｚには、たとえば、８個の検出素子２３ａが配列されている。なお、Ｂ列からＨ列のＸ線検出モジュール２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆ，２３Ｇ，２３Ｈも、図３に示すＡ列のＸ線検出モジュール２３Ａと同様である。
【００２７】
検出素子２３ａは、たとえば、検出したＸ線を光に変換するシンチレータ（図示なし）と、シンチレータが変換した光を電荷に変換するフォトダイオード（図示なし）とを有する固体検出器により構成されている。なお、検出素子２３ａは、これに限定されるものではなく、たとえば、カドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）等を利用した半導体検出素子、あるいはキセノン（Ｘｅ）ガスを利用した電離箱型の検出素子２３ａであっても良い。
【００２８】
図４，図５は、Ｘ線管２０とコリメータ２２とＸ線検出アレイ２３の相互関係を示す図である。図４において、図４（ａ）は体軸方向ｚを視線とする側の状態を示す図であり、図４（ｂ）はチャネル方向ｘを視線とする側からの状態を示す図である。また、図５は、図４（ｂ）と同様にチャネル方向ｘを視線とする側からの状態において、被検体６を撮影する状態を示す図である。
【００２９】
図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、Ｘ線管２０から放射されたＸ線５は、コリメータ２２によって所定のコーン角を有するコーン状のＸ線５となるように成形され、Ｘ線検出アレイ２３の所定領域に照射されるようになっている。そして、図５に示すように、被検体６を撮影する場合においては、撮影テーブル４に載置された被検体６がＸ線照射空間２９に搬入され、被検体６の体軸方向ｚを軸として被検体６の周囲を走査して、被検体６の撮影領域ＲにＸ線管２０からＸ線５が照射される。そして、Ｘ線管２０から照射されたＸ線５は、コリメータ２２を介して被検体６を透過してＸ線検出器アレイ２３の検出素子２３ａで検出される。そして、Ｘ線検出器アレイ２３の検出素子２３ａは、被検体６を透過して検出されるＸ線に基づいて撮影領域Ｒの投影データを出力する。
【００３０】
データ収集部２４は、Ｘ線検出器アレイ２３の個々の検出素子２３ａによる投影データを収集し、操作コンソール３に出力する。図２に示すように、データ収集部２４は、たとえば、選択・加算切換回路（ＭＵＸ，ＡＤＤ）２４１とアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２４２とを有する。選択・加算切換回路２４１は、Ｘ線検出器アレイ２３の検出素子２３ａによる投影データを、操作コンソール３の中央処理装置３０からの制御信号ＣＴＬ３０３に応じて選択し、あるいは組み合わせを変えて足し合わせ、その結果をアナログ−デジタル変換器２４２に出力する。アナログ−デジタル変換器２４２は、選択・加算切換回路２４１において選択あるいは任意の組み合わせで足し合わされた投影データをアナログ信号からデジタル信号に変換して、中央処理装置３０に出力する。
【００３１】
Ｘ線コントローラ２５は、中央処理装置３０からの制御信号ＣＴＬ３０１に応じて、Ｘ線管２０に対し制御信号ＣＴＬ２５１を出力してＸ線放射の制御を行う。また、Ｘ線コントローラ２５は、中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０１に応じて、Ｘ線管移動部２１に対し制御信号ＣＴＬ２５２を出力して、Ｘ線管２０の放射中心を指示に応じた距離だけ体軸方向ｚに移動させる。
【００３２】
コリメータコントローラ２６は、中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０２に応じてコリメータ２２に制御信号ＣＴＬ２６１を出力し、コリメータ２２のアパーチャ２２１の開度を調整して、Ｘ線管２０から放射されたＸ線５をコーン状に成形させＸ線検出器アレイ２３の所望の領域に照射させる。
【００３３】
回転部２７は、回転コントローラ２８による制御信号ＣＴＬ２８に基づいて所定の方向に回転する。この回転部２７には、Ｘ線管２０とＸ線管移動部２１とコリメータ２２とＸ線検出器アレイ２３とデータ収集部２４とＸ線コントローラ２５とコリメータコントローラ２６とが搭載されている。これらの構成要素は、回転部２７の回転に伴ってＸ線照射空間２９に対して位置関係が変化する。被検体６の撮影領域Ｒを撮影する際には、被検体６の体軸方向ｚを軸として回転部２７を回転させることにより、複数のビュー方向からＸ線５を照射して被検体６を透過したＸ線５が検出され、撮影領域Ｒの投影データがビューごとに出力される。
【００３４】
回転コントローラ２８は、中央処理装置３０による制御信号ＣＴＬ３０４に応じて、回転部２７に対し制御信号ＣＴＬ２８を出力して、所定の方向に所望の回転数だけ回転させる。
【００３５】
操作コンソール３は、中央処理装置３０と入力装置３１と表示装置３２と記憶装置３３とを主構成要素として有している。
【００３６】
中央処理装置３０は、たとえば、マイクロコンピュータ等により構成され、各種の機能に応じたプログラムを有する。中央処理装置３０は、入力装置３１から入力される指示に応じて、被検体６が載置される撮影テーブル４を走査ガントリ２のＸ線照射空間２９に対して搬入または搬出させるために、制御信号ＣＴＬ３０ｂを撮影テーブル４に出力する。
【００３７】
そして、中央処理装置３０は、入力装置３１から入力されるマルチスライススキャンの開始指示を受けて、走査ガントリ２の回転コントローラ２８に制御信号ＣＴＬ３０４を出力して、走査ガントリ２の回転部２７を所定方向に指示に応じた回数に回転させる。
【００３８】
また、中央処理装置３０は、走査ガントリ２のＸ線管２０にＸ線５を放射させるために、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力する。
【００３９】
そして、中央処理装置３０は、入力装置３１から入力される被検体６の撮影領域Ｒの情報を受けて、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力し、Ｘ線管２０の放射中心を体軸方向ｚへ指示に応じた距離だけ移動させる。また、その際には、Ｘ線５を所定範囲に放射させるために、所定のアパーチャ開度となるようにコリメータ２２を制御する制御信号ＣＴＬ３０２を、コリメータコントローラ２６に出力する。
【００４０】
そして、中央処理装置３０は、入力装置３１から入力される被検体６の撮影領域Ｒの情報に応じて、Ｘ線検出器アレイ２３の検出素子２３ａが得る投影データを選択、あるいは、組み合わせを変えて足し合わせるように、制御信号ＣＴＬ３０３をデータ収集部２４の選択・加算切換回路２４１に出力する。また、中央処理装置３０は、データ収集部２４が収集した投影データに、オフセット補正などの前処理を施す。
【００４１】
図６は、中央処理装置３０において、画像を処理するための要部を示すブロック図である。
【００４２】
図６に示すように、本実施形態の中央処理装置３０は、原画像生成部４１と、エッジ抽出部４２と、画素識別部４３と、第１補正部４４と、第２補正部４５と、第３補正部４６と、を有する。ここで、本実施形態の原画像生成部４１は、本発明にかかる原画像生成手段に相当する。そして、本実施形態のエッジ抽出部４２は、本発明にかかるエッジ抽出手段およびエッジ抽出装置に相当する。そして、本実施形態の画素識別部４３は、本発明にかかる識別手段に相当する。そして、本実施形態の第１補正部４４は、本発明にかかる第１補正手段に相当する。そして、本実施形態の第２補正部４５は、本発明にかかる第１補正手段に相当する。そして、本実施形態の第３補正部４６は、本発明にかかる第１補正手段に相当する。
【００４３】
原画像生成部４１は、中央処理装置３０にプログラムとして構成されている。原画像生成部４１は、Ｘ線検出器アレイ２３にて生成される複数のビュー方向からの投影データに基づいて画像再構成を行い、被検体６の撮影領域Ｒの原画像を生成する。ここで、原画像生成部４１における画像再構成には、たとえば、フィルタード・バックプロジェクション（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｂａｃｋ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法が用いられる。
【００４４】
エッジ抽出部４２は、中央処理装置３０にプログラムとして構成されている。エッジ抽出部４２は、原画像生成部４１により生成される原画像におけるエッジ部分を抽出する。本実施形態において、エッジ抽出部４２は、原画像の所定画素の画素値と、その所定画素の周囲の近傍の所定領域内に位置する画素の画素値とに基づいて、所定画素がエッジ部分か否かを判定してエッジ部分を抽出する。
【００４５】
図７は、本実施形態のエッジ抽出部４２の要部を示すブロック図である。
【００４６】
図７に示すように、本実施形態のエッジ抽出部４２は、画素分割部４２１と、平均値算出部４２２と、割合算出部４２３と、制御部４２４とを有する。ここで、本実施形態の画素分割部４２１は、本発明にかかる分割手段に相当する。そして、本実施形態の平均値算出部４２２は、本発明にかかる平均値算出手段に相当する。そして、本実施形態の割合算出部４２３は、本発明にかかる割合算出手段に相当する。そして、本実施形態の制御部４２４は、本発明にかかる制御手段に相当する。
【００４７】
画素分割部４２１は、以下のように、原画像の画素領域を、第１領域と第２領域と第３領域とに分割する。まず、画素分割部４２１は、原画像において所定画素を含み所定画素を中心にして所定方向に伸びる第１領域を設定する。そして、画素分割部４２１は、第１領域を軸とする一方の側に位置する領域を第２領域とし、第１領域を軸とする他方の側に位置する領域を第３領域として原画像の画素領域を分割する。
【００４８】
平均値算出部４２２は、以下のようにして、第１画素平均値と第２画素平均値とを算出する。平均値算出部４２２は、画素分割部４２１により分割された第１領域と第２領域とにおける画素の画素値の平均値を算出することにより、第１画素平均値を求める。また、平均値算出部４２２は、画素分割部４２１により分割された第３領域における画素の画素値の平均値を算出することにより、第２画素平均値を求める。
【００４９】
割合算出部４２３は、以下のようにして、第１対数値と第２対数値とを算出した後、第１対数値が第２対数値に対する割合を算出する。割合算出部４２３は、平均値算出部４２２により求められた第１画素平均値と第２画素平均値との差分を算出し、その差分の絶対値の対数値を算出して第１対数値を求める。そして、割合算出部４２３は、平均値算出部４２２により求められた第１画素平均値の絶対値の対数値を算出して第２対数値を求める。
【００５０】
制御部４２４は、画素分割部４２１が第１領域を分割する際において、所定画素を中心とする所定方向が所定画素の周囲の画素に対応する方向になるように順次移動させる。そして、第１領域の分割時に順次移動する所定方向に対応するように、画素分割部４２１と平均値算出部４２２と割合算出部４２３とを制御する。この結果、割合算出部４２３は、第１領域の分割時に制御部４２４が順次移動させる所定方向のそれぞれに対応するように、第１対数値が第２対数値に対する割合をそれぞれ算出する。そして、エッジ抽出部は、４２は、それぞれの方向に対応して算出される割合に基づいて、所定画素がエッジ部分か否かを判定しエッジ部分を抽出する。
【００５１】
また、画素識別部４３は、中央処理装置３０にプログラムとして構成されている。画素識別部４３は、原画像において、エッジ抽出部４２に抽出されるエッジ部分を第１画素として識別し、エッジ部分以外を第２画素として識別する。
【００５２】
第１補正部４４は、中央処理装置３０にプログラムとして構成されている。第１補正部４４は、画素識別部４３により識別される第２画素に対して平滑化処理をして補正し、第１補正画像を生成する。
【００５３】
第２補正部４５は、中央処理装置３０にプログラムとして構成されている。第２補正部４５は、原画像において、画素識別部４３が識別する第１画素の周囲に位置する第３画素について画素値の標準偏差と平均値とを算出する。その後、第２補正部４５は、その算出された第３画素の標準偏差と平均値とに基づいて第１画素を補正し、第２補正画像を生成する。
【００５４】
第３補正部４６は、中央処理装置３０にプログラムとして構成されている。第３補正部４６は、第１補正部４４により補正された第２画素および、第２補正部４５により補正された第１画素を含むように構成される第２補正画像と、原画像とにおいて、互いが対応する画素の画素値の差分値を算出する。その後、第３補正部４６は、その算出された差分値に基づいて、第２補正画像を補正して第３補正画像を生成する。
【００５５】
また、入力装置３１は、撮影条件等の情報を中央処理装置３０に入力するために設けられており、たとえば、キーボードやマウスにより構成される。なお、入力装置３１は、走査ガントリ２または撮影テーブル４に接続されていても良い。
【００５６】
表示装置３２は、中央処理装置３０からの指令に基づき、再構成されて生成された断層像やその他の各種情報を表示する。
【００５７】
記憶装置３３は、各種のデータや再構成画像およびプログラム等を記憶し、記憶データが、必要に応じて中央処理装置３０によりアクセスされる。
【００５８】
つぎに、上記の本実施形態のＸ線ＣＴ装置１を用いる放射線断層撮影方法としてのＸ線断層撮影方法について説明する。
【００５９】
図８と図９は、本実施形態の放射線断層撮影方法としてのＸ線断層撮影方法を説明するための図である。ここで、図８は、本実施形態の放射線断層撮影方法としてのＸ線断層撮影方法の工程フローを示す工程フロー図である。また、図９において、図９（ａ）は、エッジ抽出後、画素を識別する様子を説明するための図であり、横軸が画素のチャネル方向の位置ｉを示しおり、縦軸が各画素の画素値Ｐを示している。そして、図９（ｂ）は、画素識別後に、第１の補正をする様子を説明するための図であり、同様に、横軸が画素のチャネル方向の位置ｉを示しおり、縦軸が各画素の画素値Ｐを示している。また、図９（ｃ）は第１の補正後に、第２の補正をする様子を説明するための図であり、同様に、横軸が画素のチャネル方向の位置ｉを示しており、縦軸が各画素の画素値Ｐを示している。
【００６０】
本工程に先がけて、まず、スキャン条件がオペレータにより入力装置３１に入力され中央処理装置３０へ出力される。そして、中央処理装置３０は、入力装置３１からの入力されるスキャン条件に基づいて、制御信号ＣＴＬ３０ｂを撮影テーブル４に出力し、被検体６が載置される撮影テーブル４を走査ガントリ２のＸ線照射空間２９に搬入または搬出させ、被検体６の撮影領域Ｒが走査ガントリ２のＸ線照射空間２９の所望の位置となるように位置決めする。また、中央処理装置３０は、制御信号ＣＴＬ３０１をＸ線コントローラ２５に出力して、Ｘ線コントローラ２５からＸ線管２０へ制御信号ＣＴＬ２５１を出力させ、Ｘ線管２０からＸ線５を照射させる。さらに、この時、中央処理装置３０は、コリメータコントローラ２６に制御信号ＣＴＬ３０２を出力し、コリメータ２２のアパーチャ２２１の開度を制御する制御信号ＣＴＬ２６１をコリメータコントローラ２６からコリメータ２２へ供給する。
【００６１】
そして、被検体６の撮影領域Ｒにおける投影データを取得する。ここでは、被検体６の撮影領域ＲにＸ線管２０からのＸ線５をさまざまなビュー方向から照射し、撮影領域Ｒを透過するＸ線５をＸ線検出器アレイ２３の検出素子２３ａにより検出して撮影領域Ｒの投影データを取得する。
【００６２】
つぎに、図８に示すように、取得された投影データに基づいて、原画像生成部４１が原画像を生成する（ＳＴ１）。原画像生成の際、まず、原画像生成部４１は、取得された投影データに対して前処理を施す。前処理としては、たとえば、データ収集部２４のアナログ−デジタル変換器２４２のドリフトによって投影データに混入されるオフセット値を補正するオフセット補正や、その他に感度補正やビームハードニング補正などの補正を施す。その後、原画像生成部４１は、前処理後の投影データに対して、原画像生成部４１が画像再構成を行い、被検体６の撮影領域Ｒの原画像を５１２画素×５１２画素となるような２次元画像として生成する。
【００６３】
つぎに、原画像生成部４１により生成される原画像におけるエッジ部分をエッジ抽出部４２が抽出する（ＳＴ２）。本実施形態において、エッジ抽出部４２は、原画像の所定画素の画素値と、その所定画素の周囲に位置する画素の画素値とに基づいて、所定画素がエッジ部分か否かを判定してエッジ部分を抽出する。
【００６４】
図１０、図１１は、エッジ抽出部４２がエッジ抽出を実施する様子を説明するための図である。ここで、図１０は、エッジ抽出部４２がエッジ抽出を実施する工程フローを示している。また、図１１は、エッジ抽出部４２の対象である画素と、その対象となる画素を中心とした周囲の近傍にある８つの画素とを示している。つまり、図１１は、エッジ抽出部４２の対象である画素を中心とした３×３の画素マトリクスを示している。ここで、図１１（ａ）においては、各画素の（ｘ，ｙ）座標における位置を示している。また、図１１（ｂ）〜（ｉ）においては、後述の画素分割部４２１が分割する第１領域と第２領域と第３領域とを示している。
【００６５】
図１０に示すように、まず、エッジ抽出部４２は、画素分割部４２１によって、原画像の画素領域を、第１領域と第２領域と第３領域とに分割する（ＳＴ２１）。この時、画素分割部４２１は、図１１（ｂ）〜（ｉ）に示すように、制御部４２４からの指令に基づいて、第１領域Ａ１を分割する際において所定画素を中心とする方向が周囲の画素に対応する方向Ｄになるように順次移動させる。始めに、画素分割部４２１は、たとえば、図１１（ｂ）に示すように、画素Ｐ（０，０）を中心とする方向を、中心画素Ｐ（０，０）の左側の画素Ｐ（−１，０）への第１方向Ｄ１とし、その第１方向に沿った画素Ｐ（−１、０），Ｐ（０，０），Ｐ（１，０）を第１領域とする。そして、画素分割部４２１は、その第１領域Ａ１を軸とする一方の側に位置する画素Ｐ（−１，１），Ｐ（０，１），Ｐ（１，１）がある領域を第２領域Ａ２とする。また、画素分割部４２１は、第１領域Ａ１を軸とする他方の側に位置する画素Ｐ（−１，−１），Ｐ（０，−１），Ｐ（１，−１）がある領域を第３領域Ａ３とする。つぎに、画素分割部４２１は、図１１（ｃ）に示すように、画素Ｐ（０，０）を中心とする方向を、中心画素Ｐ（０，０）の左上側の画素Ｐ（−１，１）への第２方向Ｄ２とし、同様にして、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とに分割する。つぎに、画素分割部４２１は、図１１（ｄ）に示すように、画素Ｐ（０，０）を中心とする方向を、中心画素Ｐ（０，０）の上側の画素Ｐ（０，１）への第３方向Ｄ３とし、同様にして、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とに分割する。つぎに、画素分割部４２１は、図１１（ｅ）に示すように、画素Ｐ（０，０）を中心とする方向を、中心画素Ｐ（０，０）の右上側の画素Ｐ（１，１）への第４方向Ｄ４とし、同様にして、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とに分割する。つぎに、画素分割部４２１は、図１１（ｆ）に示すように、画素Ｐ（０，０）を中心とする方向を、中心画素Ｐ（０，０）の右側の画素Ｐ（１，０）への第５方向Ｄ５とし、同様にして、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とに分割する。つぎに、画素分割部４２１は、図１１（ｇ）に示すように、画素Ｐ（０，０）を中心とする方向を、中心画素Ｐ（０，０）の右下側の画素Ｐ（１，−１）への第６方向Ｄ６とし、同様にして、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とに分割する。する。つぎに、画素分割部４２１は、図１１（ｈ）に示すように、画素Ｐ（０，０）を中心とする方向を、中心画素Ｐ（０，０）の下側の画素Ｐ（０，−１）への第７方向Ｄ７とし、同様にして、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とに分割する。つぎに、画素分割部４２１は、図１１（ｉ）に示すように、画素Ｐ（０，０）を中心とする方向を、中心画素Ｐ（０，０）の左下側の画素Ｐ（−１，−１）の第８方向Ｄ８とし、同様にして、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とに、分割する。
【００６６】
つぎに、エッジ抽出部４２は、平均値算出部４２２によって、第１領域Ａ１の分割時に制御部４２４が順次移動させる方向Ｄのそれぞれに対応するように、第１画素平均値Ｖ１（Ｄ）と第２画素平均値Ｖ２（Ｄ）とを算出する（ＳＴ２２）。具体的には、平均値算出部４２２は、第１領域Ａ１の分割時に順次移動する方向Ｄ１〜Ｄ８に対応するように、画素分割部４２１により分割された第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とにおける画素の画素値の平均値を算出することにより、第１画素平均値Ｖ１（Ｄ１）〜Ｖ１（Ｄ８）を求める。また、平均値算出部４２２は、第１領域Ａ１の分割時に順次移動する方向Ｄ１〜Ｄ８に対応するように、画素分割部４２１により分割された第３領域Ａ３における画素の画素値の平均値を算出することにより、第２画素平均値Ｖ２（Ｄ１）〜Ｖ２（Ｄ８）を求める。たとえば、図１１（ｂ）に示すように、平均値算出部４２２は、第１領域Ａ１の画素Ｐ（−１、０），Ｐ（０，０），Ｐ（１，０）と、第２領域のＡ２の画素Ｐ（−１，１），Ｐ（０，１），Ｐ（１，１）との画素値の平均値を算出することにより、第１方向Ｄ１における第１画素平均値Ｖ１（Ｄ１）を求める。そして、平均値算出部４２２は、第３領域Ａ３の画素Ｐ（−１，−１），Ｐ（０，−１），Ｐ（１，−１）の画素値の平均値を算出することにより、第１方向Ｄ１における第２画素平均値Ｖ２（Ｄ１）を求める。
【００６７】
つぎに、エッジ抽出部４２は、割合算出部４２３によって、数式（１）に示すように、第１領域Ａ１の分割時に制御部４２４が順次移動させる方向Ｄのそれぞれに対応するように、第１対数値Ｌ１（Ｄ）と第２対数値Ｌ２（Ｄ）とを算出した後、第１対数値が第２対数値に対する割合Ｒ（Ｄ）を算出する（ＳＴ２３）。具体的には、割合算出部４２３は、平均値算出部４２２により求められた第１画素平均値Ｖ１（Ｄ１）〜Ｖ１（Ｄ８）と第２画素平均値Ｖ２（Ｄ１）〜Ｖ２（Ｄ８）との差分Ｓ（Ｄ１）〜Ｓ（Ｄ８）を算出し、その差分Ｓ（Ｄ１）〜Ｓ（Ｄ８）の絶対値の対数値を算出して第１対数値Ｌ１（Ｄ１）〜Ｌ１（Ｄ８）を求める。そして、割合算出部４２３は、平均値算出部４２２により求められた第１画素平均値Ｖ２（Ｄ１）〜Ｖ２（Ｄ８）の絶対値の対数値を算出して第２対数値Ｌ２（Ｄ１）〜Ｌ２（Ｄ８）を求める。その後、割合算出部４２３は、第１領域Ａ１の分割時に制御部４２４が順次移動させる方向Ｄ１〜Ｄ８のそれぞれに対応するように、第１対数値Ｌ１（Ｄ１）〜Ｌ１（Ｄ８）が第２対数値Ｌ２（Ｄ１）〜Ｌ２（Ｄ８）に対する割合Ｒ（Ｄ１）〜Ｒ（Ｄ８）を算出する。
【００６８】
Ｒ（Ｄ）＝（Ｌｏｇ｜Ｌ１（Ｄ）−Ｌ２（Ｄ）｜）／（Ｌｏｇ｜Ｌ１（Ｄ）｜）          ・・・（１）
【００６９】
つぎに、エッジ抽出部４２は、それぞれの方向Ｄ１〜Ｄ８に対応して算出される割合Ｒ（Ｄ１）〜Ｒ（Ｄ８）に基づいて、所定画素がエッジ部分か否かを判定しエッジ部分を抽出する（ＳＴ２４）。エッジ抽出部４２は、それぞれの方向Ｄ１〜Ｄ８に対応して算出される割合Ｒ（Ｄ１）〜Ｒ（Ｄ８）の最大値Ｒｍａｘを求め、その最大値と所定のしきい値ＴＨ１とを比較する。そして、エッジ抽出部４２は、最大値Ｒｍａｘがしきい値ＴＨ１を超えた場合、エッジ部分として判定し、一方、最大値Ｒｍａｘがしきい値ＴＨ１以下の場合、エッジ部分でないと判定する。
【００７０】
つぎに、エッジ抽出後、図８に示すように、画素識別部４３によって、原画像においてエッジ抽出部４２に抽出されるエッジ部分を第１画素Ｐ１として識別し、エッジ部分以外を第２画素Ｐ２として識別する（ＳＴ３）。たとえば、図９に示すように、原画像においてチャネル方向ｉに並ぶ画素Ｐ（ｉ）について、エッジ抽出部４２に抽出されるエッジ部分を破線で示すように第１画素Ｐ１（ｉ）として識別し、そのエッジ部分以外を第２画素Ｐ２（ｉ）として識別する。
【００７１】
つぎに、第１補正部４４によって、画素識別部４３により識別される第２画素Ｐ２に対して平滑化処理をして補正して第１補正画像Ｉ’を生成する（ＳＴ４）。たとえば、第１補正部４４は、画素識別部４３により識別される第２画素Ｐ２に対して、周囲の画素との加重平均による平滑化処理をして補正する。第１補正部４４による補正によって第２画素Ｐ２の部分が補正されて、補正後の第２画素Ｐ２’に置換されるため、図９（ｂ）に破線で示すように滑らかになる。
【００７２】
つぎに、第２補正部４５によって、原画像において画素識別部４３が識別する第１画素Ｐ１の周囲に位置する第３画素Ｐ３について画素値の標準偏差ＳＤＰ３と平均値ＡＰ３とを算出する。たとえば、図１１（ａ）の場合、（０，０）の第１画素Ｐ１の周囲に位置する（−１，１），（０，１），（１，１），（−１，０），（１，０），（−１，−１），（０，−１），（１，−１）の第３画素について、標準偏差ＳＤＰ３と平均値ＡＰ３とを算出する。その後、第２補正部４５は、その算出された第３画素Ｐ３の標準偏差ＳＤＰ３と平均値ＡＰ３とに基づいて、数式（２）に示すようにして、バラツキの度合いＧを算出する。なお、数式（２）中のｎは正の整数であり、たとえば、ｎ＝３とする。そして、算出されたバラツキの度合いＧが１以下の場合には、数式（３）に示すようにして第１画素Ｐ１を補正し、第１補正画像Ｉ’に対して補正後の第１画素Ｐ１’を置換して第２補正画像Ｉ’’を生成する（ＳＴ５）。第２補正部４５による補正によって、図９（ｃ）に破線で示すように、第１画素Ｐ１においてノイズ個所のピークがなくなる。
【００７３】
Ｇ＝｜Ｐ１−ＡＰ３｜／（ｎ＊ＳＤＰ３）      ・・・（２）
【００７４】
Ｐ１’＝Ｇ・Ｐ１＋（１−Ｇ）・ＡＰ３        ・・・（３）
【００７５】
つぎに、第３補正部４６によって、第１補正部４４により補正された第２画素Ｐ２’と、第２補正部４５により補正された第１画素Ｐ１’とを含むように構成される第２補正画像Ｉ’’と、原画像Ｉとにおいて、互いが対応する画素の画素値の差分値を算出する。その後、第３補正部４６は、その算出された差分値に基づいて、第２補正画像Ｉ’’を補正して第３補正画像Ｉ’’’を生成する（ＳＴ６）。
【００７６】
つぎに、生成された第３補正画像Ｉ’’’を表示装置３２に出力して、表示装置３２に被検体６の撮影領域Ｒの断層画像を表示する（ＳＴ２７）。
【００７７】
以上のように、本実施形態においては、被検体６の撮影領域ＲにＸ線をＸ線管２０により照射し、撮影領域Ｒを透過するＸ線をＸ線検出アレイ２３により検出し投影データを生成する。そして、Ｘ線検出アレイ２３にて生成される投影データに基づいて被検体６の撮影領域Ｒの原画像Ｉを原画像生成部４１により生成し、原画像生成部４１により生成される原画像Ｉにおけるエッジ部分をエッジ抽出部４２により抽出する。そして、画素識別部４３によって、原画像Ｉにおいてエッジ抽出部４２に抽出されるエッジ部分を第１画素Ｐ１として識別し、エッジ部分以外を第２画素Ｐ２として識別する。そして、第１補正部４４を用いることによって、画素識別部４３により識別される第２画素Ｐ２に対して平滑化処理をして補正し第１補正画像Ｉ’を生成する。このように、本実施形態は、原画像Ｉにおけるエッジ部分と、エッジ部分以外とを識別し、エッジ部分以外の部分に対して平滑化処理をして補正している。このため、本実施形態は、画像のコントラストと画像の均一化とを向上させることができ、画像品質を向上できる。
【００７８】
また、本実施形態においては、第２補正部４５が、原画像において画素識別部４３が識別する第１画素Ｐ１の周囲に位置する第３画素Ｐ３について画素値の標準偏差ＳＤＰ３と平均値ＡＰ３とを算出し、算出された第３画素Ｐ３の標準偏差ＳＤＰ３と平均値ＡＰ３とに基づいて第１画素Ｐ１を補正して第２補正画像Ｉ’’を生成する。そして、さらに、第３補正部４６が、第２補正画像と原画像とにおいて互いが対応する画素の画素値の差分値を算出し、算出された差分値に基づいて第２補正画像を補正して第３補正画像を生成する。つまり、本実施形態は、第１画素Ｐ１がノイズか否かを判定した後に、第１画素Ｐ１を補正しているため、画像のコントラストと画像の均一化とを向上させることができ、画像品質を向上できる。
【００７９】
また、本実施形態においては、エッジ抽出部４２が、原画像の所定画素の画素値と、所定画素の周囲に位置する画素の画素値とに基づいて、所定画素がエッジ部分か否かを判定して前記エッジ部分を抽出する。この際、エッジ抽出部４２は、画素分割部４２１を用いて、原画像において所定画素を含み所定画素を中心にして所定の方向に伸びる第１領域と、第１領域を軸とする一方の側に位置する第２領域と、第１領域を軸とする他方の側に位置する第３領域とに原画像の画素領域を分割する。そして、平均値算出部４２２を用いて、手段第１領域と第２領域とにおける画素の画素値の平均値である第１画素平均値と、第３領域における画素の画素値の平均値である第２画素平均値とを算出する。そして、割合算出部４２３を用いて、第１画素平均値と第２画素平均値との差分の絶対値の対数値である第１対数値と、第１画素平均値の絶対値の対数値である第２対数値とを算出し、第１対数値が前記第２対数値に対する割合を算出する。ここで、制御部４２４を用いることによって、画素分割部４２１が第１領域を分割する際において、所定画素を中心とする所定方向が所定画素の周囲の画素に対応する方向になるように順次移動させ、第１領域の分割時に順次移動する所定方向に対応するように、分割手段と平均値算出手段と割合算出手段とを制御する。そして、第１領域の分割時に制御部４２４が順次移動させる所定方向のそれぞれに対応するように割合算出部４２３が算出する割合に基づいて、所定画素がエッジ部分か否かを判定しエッジ部分を抽出する。このように、本実施形態は、所定画素を中心とする所定方向が所定画素の周囲の画素に対応する方向になるように順次移動させ、それぞれの所定方向に対応するように第１画素平均値と第２画素平均値との差分の絶対値の対数値である第１対数値と、第１画素平均値の絶対値の対数値である第２対数値とを算出し、第１対数値が前記第２対数値に対する割合を算出している。対数値を用いることによって、ウェーバー・フェヒナーの法則に基づいて物理量を評価できるため、画像のエッジ部分を容易に抽出し、画像のコントラストと画像の均一化とを向上させることができ、画像品質を向上できる。
【００８０】
以上のように、本実施形態によれば、画像のエッジ部分を容易に抽出し、画像のコントラストと画像の均一化とを向上させることができ、画像品質を向上できる。
【００８１】
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。
【００８２】
たとえば、本実施形態は、２次元画像について説明しているが、３次元画像についても適用可能である。
【００８３】
また、たとえば、上記の実施形態においては、放射線としてＸ線を用いた例について説明したが、放射線はＸ線に限るものではなく、たとえば、ガンマ線等の放射線であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置の要部を示す構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置におけるＸ線検出モジュールの構成図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管とコリメータとＸ線検出器アレイの相互関係を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、Ｘ線管とコリメータとＸ線検出器アレイの相互関係を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置における中央処理装置３０において、画像を処理するための要部を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影装置としてのＸ線ＣＴ装置において、エッジ抽出部の要部を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影方法としてのＸ線断層撮影方法において、工程フローを示す工程フロー図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影方法としてのＸ線断層撮影方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影方法としてのＸ線断層撮影方法において、エッジ抽出部がエッジ抽出を実施する工程フローを示している。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係る放射線断層撮影方法としてのＸ線断層撮影方法において、エッジ抽出部がエッジ抽出を実施する様子を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８５】
１…Ｘ線ＣＴ装置、２…走査ガントリ、３…操作コンソール、４…撮影テーブル、５…Ｘ線、６…被検体、２０…Ｘ線管、２１…Ｘ線管移動部、２２…コリメータ、２３…Ｘ線検出器アレイ、２３ａ…検出素子，２４…データ収集部、２４１…選択・加算切換回路、２４２…アナログ−デジタル変換器、２５…Ｘ線コントローラ、２６…コリメータコントローラ、２７…回転部、２８…回転コントローラ、２９…Ｘ線照射空間、３０…中央処理装置、３１…入力装置、３２…表示装置、３３…記憶装置、４１…原画像生成部、４２…エッジ抽出部、４３…画素識別部、４４…第１補正部、４５…第２補正部、４６…第３補正部、４２１…画素分割部、４２２…平均値算出部、４２３…割合算出部、４２４…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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